Industrirobots används ofta inom industriell tillverkning, såsom biltillverkning, elektriska apparater, livsmedel etc. De kan ersätta repetitiva mekaniska operationer och är maskiner som förlitar sig på sin egen kraft och kontrollkapacitet för att utföra olika funktioner. De tål mänsklig kontroll och kan även fungera enligt förprogrammerade program. Nu pratar vi om de grundläggande huvudkomponenterna iindustrirobots.
1. Ämne
Huvudmaskineriet är maskinbasen och manövermekanismen, inklusive den stora armen, underarmen, handleden och handen, vilka utgör ett mekaniskt system med flera frihetsgrader. Vissa robotar har även gångmekanismer.Industrirobotsha 6 frihetsgrader eller ännu mer. Handleden har generellt 1 till 3 rörelsefrihetsgrader.
2. Drivsystem
Drivsystemet förindustrirobotsär indelad i tre kategorier enligt kraftkälla: hydraulisk, pneumatisk och elektrisk. Dessa tre typer kan också kombineras till ett sammansatt drivsystem baserat på behov. Eller indirekt drivas genom mekaniska transmissionsmekanismer såsom synkronremmar, kugghjul och växlar. Drivsystemet har en kraftenhet och en transmissionsmekanism, som används för att implementera motsvarande åtgärder hos mekanismen. Var och en av dessa tre typer av grundläggande drivsystem har sina egna egenskaper. Den nuvarande mainstreamen är det elektriska drivsystemet. På grund av låg tröghet används AC- och DC-servomotorer med stort vridmoment och deras stödjande servodrivare (AC-frekvensomvandlare, DC-pulsbreddsmodulatorer) i stor utsträckning. Denna typ av system kräver ingen energiomvandling, är lätt att använda och har känslig styrning. De flesta motorer kräver en känslig transmissionsmekanism: en reducerare. Dess kuggar använder en hastighetsomvandlare för att minska antalet bakåtrotationer hos motorn till det erforderliga antalet bakåtrotationer och erhålla en större momentanordning, varigenom hastigheten minskas och vridmomentet ökas. När belastningen är stor ökas servomotorn blint. Effekten är mycket kostnadseffektiv och utgångsmomentet kan ökas genom en reducerare inom ett lämpligt hastighetsområde. Servomotorer är benägna att utsättas för värme och lågfrekventa vibrationer vid drift vid låga frekvenser. Långvarigt och repetitivt arbete bidrar inte till att säkerställa noggrann och tillförlitlig drift. Förekomsten av precisionsreducermotorer gör att servomotorn kan arbeta med en lämplig hastighet, vilket stärker maskinkroppens styvhet och ger ett större vridmoment. Det finns två vanliga reducerare idag: harmonisk reducerare och RV-reducerare.
3. Kontrollsystem
Derobotstyrsystemär robotens hjärna och den viktigaste faktorn som bestämmer robotens funktioner och funktioner. Styrsystemet skickar kommandosignaler till drivsystemet och exekveringsmekanismen enligt inmatningsprogrammet och styr dem. Huvuduppgiften förindustrirobot kontrolltekniken är att kontrollera aktivitetsomfånget, hållningen och banan samt handlingstiden förindustrirobots i arbetsytan. Den har egenskaper som enkel programmering, programvarumenyhantering, vänligt gränssnitt mellan människa och dator, online-manövreringsanvisningar och bekväm användning. Styrsystemet är robotens kärna, och relevanta utländska företag har nära kontakt med våra experiment. Under senare år, med utvecklingen av mikroelektronikteknik, har mikroprocessorernas prestanda blivit högre och högre, och priset har blivit billigare och billigare. Nu har 32-bitars mikroprocessorer som kostar 1-2 amerikanska dollar dykt upp på marknaden. Kostnadseffektiva mikroprocessorer har gett nya utvecklingsmöjligheter för robotstyrenheter, vilket gör det möjligt att utveckla billiga, högpresterande robotstyrenheter. För att systemet ska ha tillräcklig beräknings- och lagringskapacitet består robotstyrenheterna nu mestadels av kraftfulla ARM-serier, DSP-serier, POWERPC-serier, Intel-serier och andra chips. Eftersom funktionerna och egenskaperna hos befintliga universalchips inte helt kan uppfylla kraven för vissa robotsystem vad gäller pris, funktionalitet, integration och gränssnitt, har detta lett till en efterfrågan på SoC-teknik (System on Chip) i robotsystem. Processorn är integrerad med de nödvändiga gränssnitten, vilket kan förenkla designen av systemets kringkretsar, minska systemstorleken och sänka kostnaderna. Till exempel integrerar Actel NEOS- eller ARM7-processorkärnor i sina FPGA-produkter för att bilda ett komplett SoC-system. När det gäller robotteknikstyrenheter är deras forskning huvudsakligen koncentrerad till USA och Japan, och det finns mogna produkter, såsom det amerikanska DELTATAU-företaget, japanska Pengli Co., Ltd., etc. Dess rörelsestyrenhet använder DSP-teknik som sin kärna och antar en PC-baserad öppen struktur. 4. Ändeffektor Ändeffektorn är en komponent som är ansluten till manipulatorns sista led. Den används vanligtvis för att gripa föremål, ansluta till andra mekanismer och utföra nödvändiga uppgifter. Robottillverkare designar eller säljer i allmänhet inte ändeffektorer; i de flesta fall tillhandahåller de bara en enkel gripare. Vanligtvis installeras ändeffektorn på robotens 6-axliga fläns för att utföra uppgifter i en given miljö, såsom svetsning, målning, limning samt lastning och lossning av delar, vilka är uppgifter som kräver att robotar utför.
Översikt över servomotorer Servodrivare, även känd som "servoregulator" och "servoförstärkare", är en regulator som används för att styra servomotorer. Dess funktion liknar en frekvensomvandlare på vanliga växelströmsmotorer och är en del av servosystemet. Generellt styrs servomotorn genom tre metoder: position, hastighet och vridmoment för att uppnå högprecisionspositionering av transmissionssystemet.
1. Klassificering av servomotorer Den är indelad i två kategorier: DC- och AC-servomotorer.
AC-servomotorer delas vidare in i asynkrona servomotorer och synkrona servomotorer. För närvarande ersätter AC-system gradvis DC-system. Jämfört med DC-system har AC-servomotorer fördelarna med hög tillförlitlighet, god värmeavledning, litet tröghetsmoment och förmåga att arbeta under högt tryck. Eftersom det inte finns några borstar och styrväxlar blir AC-servosystemet också ett borstlöst servosystem, och motorerna som används i det är burtypiska asynkronmotorer och permanentmagnetsynkronmotorer med borstlös struktur. 1) DC-servomotorer är indelade i borstade och borstlösa motorer
①Borstmotorer har låg kostnad, enkel struktur, stort startmoment, brett hastighetsområde, enkel styrning, kräver underhåll, men är lätta att underhålla (ersätter kolborstar), producerar elektromagnetiska störningar, har krav på användningsmiljön och används vanligtvis för kostnadskontroll. Känsliga allmänna industriella och civila situationer;
②Borstlösa motorer är små i storlek och lätta i vikt, med stor effekt och snabb respons. De har hög hastighet och liten tröghet, stabilt vridmoment och jämn rotation. Styrningen är komplex och intelligent. Den elektroniska kommuteringsmetoden är flexibel. Den kan kommuteras med fyrkantsvåg eller sinusvåg. Motorn är underhållsfri och effektiv. Energibesparande, liten elektromagnetisk strålning, låg temperaturökning och lång livslängd, lämplig för olika miljöer.
2. Egenskaper hos olika typer av servomotorer
1) Fördelar och nackdelar med DC-servomotor Fördelar: exakt hastighetsreglering, mycket hårda moment- och hastighetsegenskaper, enkel styrprincip, lättanvänd och lågt pris. Nackdelar: borstkommutering, hastighetsbegränsning, extra motstånd, generering av slitpartiklar (ej lämplig för dammfria och explosiva miljöer)
2) Fördelar och nackdelar med AC-servomotor Fördelar: goda hastighetsregleringsegenskaper, jämn reglering i hela hastighetsområdet, nästan ingen oscillation, hög verkningsgrad på mer än 90 %, mindre värmeutveckling, höghastighetsreglering, högprecisionspositionsreglering (beroende på pulsgivarens noggrannhet), nominellt arbetsområde. Inom detta kan den uppnå konstant vridmoment, låg tröghet, lågt ljud, inget borstslitage och underhållsfri (lämplig för dammfria och explosiva miljöer). Nackdelar: Styrningen är mer komplicerad, drivparametrarna måste justeras på plats och PID-parametrarna bestäms, och fler anslutningar krävs. För närvarande använder vanliga servodrivare digitala signalprocessorer (DSP) som styrkärna, vilket kan implementera relativt komplexa styralgoritmer och uppnå digitalisering, nätverk och intelligens. Kraftdrivna enheter använder vanligtvis drivkretsar designade med intelligenta kraftmoduler (IPM) som kärna. IPM integrerar drivkretsen och har feldetekterings- och skyddskretsar som överspänning, överström, överhettning och underspänning. Programvara läggs också till huvudkretsen. Startkretsen minskar startprocessens påverkan på drivenheten. Drivenheten likriktar först ingångs trefasströmmen eller nätströmmen via en trefas fullbryggad likriktarkrets för att erhålla motsvarande likström. Den likriktade trefasströmmen eller nätströmmen omvandlas sedan till frekvens av en trefas sinusformad PWM-spänningsomvandlare för att driva en trefas permanentmagnetisk synkron AC-servomotor. Hela processen för drivenheten kan enkelt sägas vara AC-DC-AC-processen. Likriktarenhetens huvudtopologiska krets (AC-DC) är en trefas fullbryggad okontrollerad likriktarkrets.
Sprängskiss av harmonisk reducerare Det tog det japanska företaget Nabtesco 6–7 år från att föreslå rekylfordonsdesignen i början av 1980-talet till att uppnå ett betydande genombrott inom forskningen om rekylfordonsreducerare 1986; och Nantong Zhenkang och Hengfengtai, som var de första att producera resultat i Kina, lade också ner 6–8 år på det. Betyder det att våra lokala företag inte har några möjligheter? Den goda nyheten är att efter flera års implementering har kinesiska företag äntligen gjort några genombrott.
*Artikeln är återgiven från internet, vänligen kontakta oss för borttagning av intrång.
Publiceringstid: 15 sep-2023
